Alkalmazási körKőolajszennyezés a tengeri üledékekben
Termékleírás:A mikrobiális szert a Csendes-óceán olajszennyezés sújtotta területeiről izolált őshonos baktériumtörzsek konzorciumának felhasználásával fejlestették ki. A mikroorganizmusokat egy hordozóra adszorbeálják, majd filmképző szerrel kapszulázzák a mikrobiális készítmény előállításához. Minden törzs biológiai biztonsági értékelésen esett át. A mikrobiális szert sikeresen alkalmazták kőolajszennyezés eltávolítására az üledékekben egy olajszennyezés sújtotta tengeri helyszínen.
Alkalmazási eset: Demonstrációs projekt az üledékek in situ mikrobiális kármentesítésére közvizekben
Egy helyszíni üledék-mentesítési demonstrációs projektet végeztek körülbelül 670 000 km²-nyi, olajszennyezés által érintett tengervízen. Több mint 360 tonna mikrobiális anyagot használtak fel, majd utólagos monitorozást végeztek. Az olajszennyezést okozó platformot körülvevő megfigyelőállomásokon a kőolaj szénhidrogén-koncentrációja jelentősen csökkent, a lebomlási arány elérte a 90%-ot.
(1) Kármentesítési terület
Az üledékmentesítési terület a központi tengeri régióban található, körülbelül 28 méteres vízmélységben. A fenékközeli áramlási sebesség körülbelül 2 csomó. A tengerfenék üledéke elsősorban agyagos iszapból áll. A mentesítési terület közelében tengeri platformok és tenger alatti csővezetékek találhatók.
(2) Biztonságos és nagy hatékonyságú kőolajbontó mikrobiális szerek fejlesztése
A mikrobiális szerek fejlesztése során az alacsony környezeti kockázattal járó őshonos mikrobiális törzseket részesítik előnyben. Az olajszennyezés által sújtott tengeri területek üledékeiből izolált és szűrt őshonos törzsek hatékonyan megakadályozhatják a nem őshonos törzsek invázióját, és minimalizálhatják a kármentesítési terület ökológiai szerkezetének és funkcióinak változásait.
Laboratóriumi vizsgálatokban olyan törzseket választottak ki, amelyek 7 napon belül több mint 80%-os kőolajlebontási hatékonyságot értek el. Ezek közé tartozott többek között a Bacillus subtilis (törzsazonosító: Bs), a Bacillus amyloliquefaciens (törzsazonosító: Ba), a Bacillus safensis (törzsazonosító: Bb), a Bacillus cereus (törzsazonosító: KF8), az Acinetobacter calcoaceticus (törzsazonosító: T32), a Pseudomonas putida (törzsazonosító: SP1), az Acinetobacter sp. (törzsazonosító: HC8-3 és LKG-A), az Oceanimonas baumannii (törzsazonosító: N6) és a Bacillus pumilus (törzsazonosító: BPL-1).
A mikrobiális közösségek közötti szinergikus kölcsönhatások teljes figyelembevételével a törzsek különböző kombinációit értékelték, hogy azonosítsák a legnagyobb kőolajbontási hatékonysággal rendelkező kombinációt. Ezután laboratóriumi és félüzemi méretű vizsgálatokat végeztek a kiválasztott mikrobiális konzorcium kőolajbontási teljesítményének meghatározására. A törzsek biztonságosságát is értékelték, beleértve az egereken végzett akut toxicitási vizsgálatokat és a tengeri élőlényeken végzett akut toxicitási vizsgálatokat.
(3) Mikrobiális kultúra fermentáció és mikrobiális ágens feldolgozás
A mikrobiális fermentációs folyamatot vizsgálták, beleértve a táptalaj összetételét, pH-értékét, fermentációs hőmérsékletét, a fermentor levegőztetését és keverését, a kultúra koncentrációját és állapotát a fermentációs tartályok közötti átszállítás során, a fermentáció időtartamát, valamint a fermentáció kulcsfontosságú szakaszainak meghatározását. A mikrobiális kultúra esetében egy háromlépcsős fermentációs folyamatot hajtottak végre.
A projekt által lefedett kármentesítési területen az átlagos vízmélység körülbelül 25–30 m. Ha a mikrobiális kultúrát közvetlenül a tengerfenékre juttatnák, a kármentesítési mikroorganizmusoknak csak kis része érné el az üledéket. Annak érdekében, hogy nagy mennyiségű, rendkívül hatékony kőolajbontó törzs eljusson a tengerfenék üledékébe, a fermentált mikrobiális kultúrát további feldolgozásnak kell alávetni.
A feldolgozási módszerek közé tartozik a hordozóadszorpció, az aggregáció és a kapszulázás. Ezek a technikák hatékonyan csökkenthetik a mikrobiális ágensek diszperzióját és veszteségét a telepítés során, miközben minimalizálják a bevitt mikrobiális törzsek hatását a nem szennyezett tengeri területekre.
(4) Mikrobiális ágens telepítése
A tengeri műveletek magas költségei és a korlátozott hibahatár jelentős kihívást jelentenek a tengeri olajszennyezés-mentesítési technológiák kutatása, alkalmazása és fejlesztése szempontjából.
A mikrobiális ágensek telepítése előtt átfogó telepítési szimulációs teszteket kell végezni, beleértve a numerikus szimulációkat és a laboratóriumi méretű telepítési szimulációkat. A szimulációs eredmények alapján meghatározható a megfelelő csomagolási méret és a telepítési lefedettség, ezáltal maximalizálva a tengeri műveletek biztonságát és megvalósíthatóságát.
A hatékony mikrobiális szerek alkalmazásának és a sikeres kőolaj-mentesítésnek a biztosítása érdekében a teljes folyamat – beleértve az alkalmazási műveleteket, az alkalmazott mikrobiális szerek mennyiségét és a kármentesítés teljesítményét – több módszerrel is nyomon követhető, például légi távérzékeléssel, felszíni videomegfigyeléssel és víz alatti megfigyeléssel. Ezek a monitorozási intézkedések elősegítik a projekt zökkenőmentes megvalósítását, miközben értékes műszaki referenciákat és módszertanokat biztosítanak a hasonló jellegű jövőbeli projektekhez.
Tengeri műveletek
Függetlenül fejlesztett víz alatti megfigyelőberendezések
(5) A kármentesítés hatékonyságának értékelése
A kármentesítési hatékonyság értékelése magában foglalt egy alapfelmérést a mikrobiális szer telepítése előtt, valamint két nyomon követési monitoring felmérést a telepítés után.
A fő monitoring paraméterek közé tartoztak a hagyományos vízminőségi mutatók (DO, foszfát, összes foszfor, szervetlen nitrogén, összes nitrogén stb.); a felszíni vizek és üledékek kőolajkoncentrációja; a formációvíz és az üledékek összes baktériumszáma; a kőolajat lebontó törzsek relatív abundanciája a kármentesítés előtt és után; valamint a mikrobiális közösségek sokféleségének és abundanciájának változásai a kármentesítés előtt és után.
A kármentesítést követően a kőolajkoncentráció az 1260 × 10⁻⁶ alapértékről 210 × 10⁻⁶-re csökkent a telepítést követő 70. napon végzett első nyomon követő felmérésben. A telepítést követő 210. napon végzett második nyomon követő felmérésben a kőolajkoncentráció tovább csökkent 155 × 10⁻⁶-re. Az olajfolt-platform közelében található megfigyelőállomásokon a kőolaj átlagos lebomlási aránya 70 nap után 56,34%, 210 nap után pedig 70,14% volt.
A makrobentikus és meiobentikus élőlények közösségszerkezete nem mutatott lényeges különbségeket a kármentesítés előtt és után. A kármentesítést követően a bentikus biomassza, diverzitás és abundancia kismértékben nőtt, és a kármentesített állomásokon található biológiai közösségek nagyobb hasonlóságot mutattak a szennyezetlen tengeri területeken találhatóakkal.
A projekt megvalósítása segített kezelni az üledékekben található kőolajszennyeződés problémáját [helyszín] központi tengeri régiójában. Emellett számos kihívást is megoldott a tudományos kutatási eredmények és technológiák gyakorlati mérnöki alkalmazásokba való átültetésével kapcsolatban. Ezenkívül új megközelítéseket vizsgáltak a laboratóriumi szimulációs berendezések tervezésében és alkalmazásában a tengeri műveletekhez.
A mikrobiális ágensek tengervízben történő alkalmazásának és az azt követő nyomon követési monitorozásnak a támogatására függetlenül fejlesztett felszíni és víz alatti monitorozó berendezéseket terveztek és telepítettek. A tengeri műveletek során a projektcsapat a monitorozó berendezések meglévő korlátait is megvizsgálta, és megvalósítható megoldásokat keresett azok kezelésére.
A projekt megvalósítását követően a kijelölt területen az üledékben található kőolajkoncentráció jelentősen csökkent, ami bizonyos fokú ökológiai helyreállással járt együtt. A projekt a tengeri ökológiai helyreállítás sikeres demonstrációja, jelentős társadalmi és ökológiai előnyökkel jár.
Közzététel ideje: 2026. október 12.